腺苷负荷实时三维超声心动图试验诊断冠心病的应用价值

张娟娟，杜波，游晓功，王立真



腺苷负荷实时三维超声心动图试验诊断冠心病的应用价值

张娟娟*，杜波，游晓功，王立真

摘要

关键词腺苷；超声心动描记术，三维；冠状动脉疾病；冠状血管造影术

作者单位：271000，山东省，泰安市中心医院 心内科

Application Value of Real Time Adenosine Stress Echocardiography for Diagnosing the Patients With Coronary Artery Disease

ZHANG Juan-juan**, DU Bo, YOU Xiao-gong, WANG Li-zhen.
Department of Cardiology, Taian Central Hospital, Taian (271000), Shandong, China
Corresponding Author: ZHANG Juan-juan, Email: zhangjua34@126.com

Abstract

Objective: To explore the application value of real-time adenosine stress 3-dimensional echocardiography (3D-ASE) for diagnosing the patients with of coronary artery disease (CAD).

Methods: A total of 46 suspicious CAD patients were studied by 3D-ASE analysis. There were 26 male and 20 female patients from (38-73) years of age at the mean of (63.3 ± 7.2) years. Adenosine stress echocardiography was performed by infusing the agent at 140 ug/ (kg•min) in 6 minutes. The changes of segmental ventricular wall motion, electrocardiogram (ECG), clinical symptoms, blood pressure and heart rate were recorded. Positive 3D-ASE result was defined by the time of left ventricular segment minimum contraction volume gradually extending. Coronary angiograph (CAG) was conducted at 2 weeks after 3D-ASE, positive CAG finding was confirmed by at least one of three main branches with the stenosis≥50%.

Results: There were 29/46 patients with positive CAG findings, 26 with positive 3D-ASE presentations and 8 with positive adenosines tress ECG. CAG showed that 48 coronary branches were positive and 90 were negative; 3D-ASE indicated that 40 coronary branches were positive and 98 were negative. For 3D-ASE diagnosed coronary lesions, the overall sensitivity was 89.6% (26/29), specificity 76.5% (13/17), accuracy 84.8% (39/46). There were 36 branch lesions confirmed by both CAGand 3D-ASE. For 3D-ASE determined coronary lesions, the sensitivity was 75% (36/48), specificity 95.6% (86/90), accuracy 88.4% (122/138). For 3D-ASE found single, double and three vessels diseases, the sensitivities were 60% (9/15), 88.9% (8/9) and 100% (5/5) respectively. The e occurrence rate of 3D-ASE side effect was 52.2%, there were usually slight symptoms without severe adverse reaction.

Conclusion: 3D-ASE has the high sensitivity and specificity in CAD diagnosis, it is an non-invasive examination with slight side effect, and therefore, has an important application value in clinical practice.

Key words Adenosine; Echocardiography, three dimensional; Coronary artery disease; Coronary angiography

(Chinese Circulation Journal, 2016,31:50.)

冠心病的临床表现复杂多样，部分患者可无典型的缺血症状，但是其冠状动脉粥样硬化已经广泛存在，易形成急性冠状动脉综合征。因此，对冠心病患者做出早期诊断并进行准确的危险性评估尤为重要。静息状态下冠心病患者的左心室功能可正常，如心肌缺血程度较轻则常规超声心动图很难发现冠状动脉缺血的表现，对有病变的冠状动脉，腺苷可通过“窃血”作用造成心内膜下与心外膜下、病变血管支配区与非病变血管支配区血流分布的异常，从而使缺血区血流灌注减少，心肌运动异常显现或加重。本研究目的是通过实时三维超声心动图[1]与腺苷负荷试验相结合，应用QLAB软件自动分析左心室收缩期节段性容量变化的规律，探讨腺苷负荷实时三维超声心动图试验（3D-ASE）对冠心病诊断的应用价值。

1　资料与方法

研究对象：2012年至2014年间因各种原因（如胸闷、胸痛等）于泰安市中心医院住院的临床拟诊冠心病患者46例，男26例，女20例，年龄38～73岁，平均（63.3±7.2）岁； 其中并存高血压42例，心血管病家族史35例，糖尿病13例。46例患者在静息状态下心电图与二维超声心动图室壁运动均正常，患者知情同意后，进行3D-ASE，并在2周内进行冠状动脉造影检查。所有入选对象均排除：（1）已知对腺苷有过敏反应者；（2）严重的先天性心脏病、瓣膜病或肥厚型心肌病；（3）严重高血压[收缩压≥180 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒张压≥100 mmHg]或低血压（收缩压<90 mmHg）；（4）急性冠状动脉综合征；（5）Ⅱ、Ⅲ度房室传导阻滞（已安装心脏起搏器者除外）；（6）病态窦房结综合征；（7）严重室性心律失常（频发室性早搏、室性心动过速等）；（8）纽约心脏协会（NYHA）心功能分级≥3级；（9）支气管哮喘及其他严重慢性阻塞性肺疾病；（10）妊娠或哺乳期妇女；（11）超声心动图图像不清晰者。

研究方案：试验前停用β受体阻滞剂、洋地黄类药物、血管紧张素转换酶抑制剂及钙拮抗剂至少48 h；停用硝酸酯类及茶碱类药物至少12 h；空腹4 h后进行试验。试验前常规记录12导联心电图、静息心率、血压，记录常规二维超声心动图。受检者取左侧卧位，应用PHILIPS SONOS7500型彩色多普勒超声心动图检查仪X4探头，基于2维图像，左心室收缩末期手动划定心内膜边界，基于这条线，软件自动追踪心肌运动并生成心外膜边界，两界限间形成基底部、中间部、心尖部节段，图像追踪质量以1～3分来衡量（1代表很好，2代表尚可，3代表欠佳），当其节段追踪为3分，可手动调整心内膜追踪线，直到满意为止。采用3维预置软件从心尖获取心脏全容积成像（基础状态）。继之开始应用微量电子输液泵匀速经静脉持续注入腺苷注射液（沈阳光大制药有限公司生产，国药准字H20030321，规格：90 mg/30 ml）共6 min ，剂量参照wilson’s 方案[2]，腺苷总剂量0.8 mg/kg，以140 μg/（kg·min）速度，6 min均匀输入。分别于给药后3 min（用药3 min）、终止给药时（用药6 min）、终止给药后5 min（11 min）重复上述操作。同时观察ST段变化、监测血压和心率、询问患者是否不适。三维图像的采集由同一名超声技术人员完成，且操作时预置仪器自动储存图像，以备后处理。系统将自动分析给出左心室整体及16节段局部的时间-容积曲线，且能自动显示各点容积值和该点距离心电图Q波起始点的时间间隔。分别记录左心室整体舒张末容积（EDV）、左心室整体收缩末容积（ESV）、左心室射血分数（LVEF），各个状态下左心室16节段从心电图Q波起始点到最小容积的时间并计算其标准差（Ts）。试验终止标准：（1）用药达到总剂量0.8 mg/kg。（2）超声心动图示两个以上或新发现的节段室壁运动异常、室壁增厚率异常。（3）严重心绞痛伴心电图明显ST段改变。（4）血压明显波动（收缩压较负荷前减低20 mmHg以上，收缩压>180 mmHg和（或）舒张压>100 mmHg）。（5）心电图示严重心律失常或传导障碍。（6）达到靶心率，即该年龄组最高限的85%或心率增快超过基础心率40%以上。（7）检查者出现不能耐受的不良反应。

应用美国超声心动图协会推荐的左心室心肌16节段分析方法（图1）：前降支：支配前间隔基底段和中段，前壁基底段、中段、心尖段、下间隔中段和心尖段，前侧壁心尖段、下壁心尖段；回旋支：支配前侧壁基底段和中间段，后壁基底段、中段、心尖段；右冠状动脉：下壁基底段和中段，下间壁基底段。对图像进行定量分析，在心尖二腔切面、心尖四腔切面和心尖长轴切面各室壁选择基底段、中段和心尖段定量分析。

心电图分析：与静息心电图比较，相临两个或两个以上导联出现ST段缺血性下降≥0.1 mV 为心电图阳性。

3D-ASE诊断标准：左心室节段中达到最小收缩体积的时间在应用腺苷后逐渐缩短为正常（阴性）,逐渐延长或近似直线为异常（阳性）。除心尖外的16节段达最小容积时间值的Ts逐渐减小为正常（阴性）, 逐渐增大或变化不大为异常（阳性）。

统计学分析:采用统计软件SPSS 10.0对资料进行统计分析，计量资料用均数±标准差表示，腺苷负荷前后血液动力学变化比较采用配对t检验，P<0.05有统计学意义。以冠状动脉造影为金标准，将3D-ASE的结果分别与冠状动脉造影的结果相比较,分析3D-ASE对冠心病诊断的敏感性和特异性。

图1　应用QLAB软件分析三维心脏成像图

2　结果

3D-ASE前后血液动力学变化（表1）： 46例患者用药后不同时间与静息状态比较， 心率均有所增加，血压（收缩压和舒张压）均有所下降，且停药后很快恢复，差异均有统计学意义（P均<0.05）。

表1　46例患者腺苷负荷实时三维超声心动图试验前后血液动力学变化（?±s）

3D-ASE分析（图2、图3）：（1）46例患者共138支血管。注射腺苷后30例出现Ts增大，共64个节段，推断病变血管40支（正常血管98支），其中左前降支16支，左回旋支12支，右冠状动脉12支。（2）冠状动脉造影结果：阴性17例，阳性29例。29例阳性患者中单支病变15例，双支病变9例，三支病变5例；病变血管共48支，其中左前降支19支，左回旋支14支，右冠状动脉15支。（3）3D-ASE结果：冠状动脉造影阳性患者中相关节段Ts增大者26例，Ts减少者3例；冠状动脉造影阴性患者中Ts增大者4例，Ts减少者13例。计算3D-ASE诊断冠心病的总体敏感性为89.6%（26/29）,特异性为76.5% （13/17），准确度84.8%（39/46），诊断单支、双支、三支冠状动脉病变的敏感性分别为60%（9/15）、88.9%（8/9）、100%（5/5）。（4）冠状动脉造影与3D-ASE诊断血管病变的结果比较：冠状动脉造影和3D-ASE诊断均为阳性36支，且根据冠状动脉供血范围和负荷试验节段供血对应为相同血管；均为阴性86支。3D-ASE判断血管的敏感性为75%（36/48），特异性95.6%（86/90），准确度88.4%（122/138）。（5）冠状动脉造影、3D-ASE诊断狭窄程度的结果比较：冠状动脉造影诊断其狭窄程度介于50%～70%之间19支，狭窄程度>70% 29支；3D-ASE判断其狭窄程度介于50%～70%之间13支，狭窄程度>70% 27支。3D-ASE判断冠状动脉血管病变程度的敏感性分别68.4%（13/19）和93.1%（27/29）。

腺苷负荷心电图：46例患者中腺苷负荷心电图阳性8例，阳性率17.4%。

3D-ASE不良反应：24例（52.2%）患者出现不良发应，主要表现为胸闷不适8例（17.4%），心悸3例（6.5%），气短4例（8.7%），恶心1例（2.2%），头胀1例（2.2%），头晕2例（4.3%），咽部不适1例（2.2%），皮肤潮红2例（4.3%），轻微胸痛2例（4.3%），Ⅱ度Ⅰ型房室传导阻滞2例（4.3%），以上症状均较轻微，多发生于用药2 min后，一般持续1～4 min，均自行缓解，无终止试验者。Ⅱ度Ⅰ型房室传导阻滞2例分别在用药后3 min、4 min时出现，患者无头晕、黑矇、阿斯综合征表现，停药后恢复正常。所有患者均未出现严重低血压、严重心绞痛或急性心肌梗死等严重不良反应。

图2　一例典型左前降支病变的冠心病患者实时三维腺苷负荷超声心动图试验中基础状态时左心室整体及节段性容量

图3　同一例冠心病患者实时三维腺苷负荷超声心动图试验中应用腺苷6 min时图像

3　讨论

冠心病是危害人类健康的重大疾病之一，冠状动脉造影是诊断冠心病的金标准，但因其有创、费用高且带来诸多并发症（如对比剂肾病等）而使其使用受限。对临床上疑似冠心病患者，我们有必要通过无创检查对其进行危险分层，传统药物负荷超声心动图检查是美国心脏病学会和欧洲心脏病学会推荐的无创检查之一，可床旁实时观察心脏室壁运动。腺苷负荷超声心动图试验[3]与核素心肌显像对冠心病具有同样诊断价值。

腺苷是一种较强的血管扩张剂[4]，外源性腺苷与心脏的A2受体结合后，产生直接、快速、短暂的冠状动脉扩张作用，腺苷扩张冠状动脉血管的程度与其浓度呈正相关关系。试验证明，在完整心脏中外源性腺苷引起的冠状动脉扩张作用可能由内皮细胞上激活的腺苷A2受体介导，通过一些连锁反应机制引起平滑肌松弛。另一方面腺苷可通过对平滑肌细胞上A1受体的直接作用引起血管舒张。

国内外既往研究[5-8]使用实时三维超声心动图均以出现节段性室壁运动异常或原有运动异常加重为依据，对图像质量要求高，不同分析者间诊断差异大，需要长期经验积累，同时在心肌缺血导致心肌室壁运动异常之前，心肌已出现收缩、舒张功能异常[9]，故急需一种定量的分析方法，来弥补肉眼观察的不足。本研究应用3D-ASE,通过直接定量分析的方法,用左心室各节段达到最小收缩体积的时间变化规律，从而明确某节段心肌的运动状况，再根据心室各节段与冠状动脉供血的对应关系，进一步判定冠状动脉血管的供血情况，从而诊断冠心病。冠心病心肌缺血常表现为心室节段性收缩功能异常，收缩功能正常节段可代偿性收缩增强，结果导致左心室整体功能保持正常或轻度降低。本研究将冠状动脉造影阳性的29例和冠状动脉造影阴性的17例患者的左心室16节段的Ts进行对比，发现与冠状动脉造影阴性患者比较，冠状动脉造影阳性者Ts无明显变化，但在应用腺苷后Ts较用药前显著增加，因为Ts反映的是患者左心室16节段在一个状态下从心电图Q波到最小容积的时间差异，所以它可以反映左心室同步性程度，差异越大，左心室不同步就越严重。本结果说明，应用腺苷后相关供血节段心肌缺血加重，引起心肌收缩的协调性降低。因此，评价节段性室壁运动功能比整体功能具有更高的诊断敏感性。本研究结果显示，三支病变与双支病变患者中检测冠心病的敏感性大于单支病变。为更准确地评价3D-ASE技术，本研究中尽量避免了选择有心肌梗死病史的患者；另外有3例冠状动脉造影阳性而3D-ASE未检出，冠心病患者当一支冠状动脉出现慢性进行性严重狭窄时，可出现侧支循环的代偿，有些患者虽然病变非常严重但无症状。所以可能是剂量不足未能诱发心肌缺血出现运动异常或侧支循环的建立而造成假阴性。因此，推测侧支循环的建立和某些室壁的双重血供都可能会影响其准确性，且前壁、侧壁容易受呼吸的影响，采集图像时已尽量避免呼吸的干扰。本研究中有4例冠状动脉造影阴性而3D-ASE阳性，其中3例造影结果为<30%的狭窄，1例未见明显狭窄而3D-ASE阳性提示存在心肌供血不足，可能与冠状动脉痉挛、冠状动脉循环的微小动脉病变引起的“X综合征”或心肌代谢异常等因素有关。本研究结果表明，3D-ASE在三支病变与双支病变患者中检测冠心病的敏感性大于单支病变，故3D-ASE在多支病变患者中诊断冠心病具有一定优越性。3D-ASE结果和冠状动脉病变的狭窄程度也有相关性，如果狭窄程度不严重，对缺血心肌的运动影响就小，根据冠状动脉造影的结果，狭窄程度介于50%～70%之间的血管有19支，狭窄程度>70%有29支，而3D-ASE相应的阳性血管分别为13支和27支。所以对狭窄程度高的患者此项检查更有优势，敏感性更高。但是，本研究存在不足为入选的冠心病患者例数较少，尚需增大样本量进一步研究方更具说服力。

腺苷负荷试验可引起血压下降、心率增快、心悸及面部潮红等不良反应，但症状轻微，患者均能耐受，无因不良反应终止试验者。这是因为腺苷半衰期短，不良反应可以在停止注射后数秒至两分钟内完全消失。腺苷负荷试验安全可行。尽管如此，因腺苷可引起高度房室传导阻滞，试验时仍需对患者严密监护。

定量3D-ASE的应用颇具前景，其后处理较为复杂的缺点也将随着技术的不断发展得到改善，为临床非创伤性诊断冠心病乃至血管重建后的临床评估提供有效的评估手段。

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（编辑：梅平）

冠心病研究

(收稿日期:2015-03-24)

中图分类号：R541

文献标识码：A

文章编号：1000-3614（2016）01-0050-05

doi:10.3969/j.issn.1000-3614.2016.01.011

作者简介：张娟娟 主治医师 硕士 主要研究方向：老年医学 Email：zhangjua34@126.com*现在山东省泰安市第四人民医院**Now working at the Fourth People's Hospital of Taian 通讯作者：张娟娟

目的: 探讨腺苷负荷实时三维超声心动图试验（3D-ASE）对冠心病诊断的应用价值。

方法：46例临床拟诊冠心病患者[其中男性26例，女性20例，年龄38～73岁，平均(63.3±7.2)岁]，应用节段性容量变化规律分析3D-ASE。将46例患者分别静脉注射腺苷，注射剂量为140 µg/（kg·min），用药时间为6 min，记录节段性室壁运动、心电图、患者症状、血压和心率变化。左心室节段中达到最小收缩体积的时间逐渐延长为阳性。并在试验后2周内行冠状动脉造影，以三支主要血管至少有一支狭窄≥50%为阳性。

结果：46例患者中，冠状动脉造影阳性29例，3D-ASE阳性26例，阳性率89.7%；冠状动脉造影阴性17例，3D-ASE阳性4例，阳性率23.5%。46例患者中腺苷负荷心电图阳性8例，阳性率17.4%。冠状动脉造影显示病变血管48支，正常血管90支；3D-ASE阳性血管40支，阴性98支。3D-ASE诊断冠心病的总体敏感性为89.6%（26/29）,特异性为76.5%（13/17），准确度84.8% （39/46）。冠状动脉造影和3D-ASE诊断血管病变均为阳性有36支。3D-ASE判断血管病变的敏感性为75%（36/48），特异性95.6%（86/90），准确度88.4%（122/138）。3D-ASE诊断单支、双支、三支冠状动脉病变的敏感性分别为60%（9/15）、88.9%（8/9）、100%（5/5）。3D-ASE不良反应发生率为52.2%，但症状轻微，患者均能耐受，无严重不良反应发生。

结论：3D-ASE诊断冠心病的敏感性、特异性高，尤其对定位严重的冠状动脉病变准确性高，不良反应小，且检查无创，在冠心病的临床诊断应用中具有重要价值。